Z-образный элемент в изоляции из пенополиуретана (ППУ) представляет собой фасонное изделие, используемое на трубопроводах тепловых сетей, и выполняющее функции элемента для естественной компенсации тепловых деформаций труб в ППУ изоляции.
Z-образные производятся в соответствии с ГОСТ 30732-2020 и предусмотрены каталогом (перечнем изделий) указанного стандарта. Производство Z-образный элемент в ППУ изоляции осуществляется в заводских условиях.
Конструктивно Z-образный элемент в изоляции ППУ - это отрезок трубы в изоляции ППУ с двумя приварными отводами. На изделие нанесен слой теплоизоляции ППУ. Данное фасонное изделие включает в себя те же части (детали), что и труба ППУ, т.е. оболочку, стальную несущую трубу, слой ППУ изоляции, центрирующие опоры (центраторы) и провода системы ОДК. Кроме того, Z-образные элементы в ППУ должны иметь защитную оболочку из полиэтилена (маркировка ПЭ, для бесканальной прокладки) или оцинкованной стали (ОЦ, для надземной или канальной прокладки). Отметим, что в первом случае изделие устанавливают в горизонтальной плоскости, а во втором - в вертикальной. Размеры деталей и готовых изделий определяются по таблице В.8 ГОСТ 30732-2020.
Стандартом предусмотрено изготовление Z-образных элементов диаметром 32…273 мм. В то же время при наличии соответствующих проектных решений допускается изготовление фасонных изделий данного типа, имеющих иные размеры. При этом диаметр несущей трубы, толщина стенки, марка стали, толщина слоя ППУ изоляции и тип защитной оболочки должны быть аналогичны прямым участкам.
При изменении температуры транспортируемой среды или внешней температуры длина несущей трубы линейно изменяется. Это приводит к возникновению напряжений и деформации трубопровода. Отсутствие компенсирующих устройств (компенсаторов) может привести к механическому разрушению теплотрассы. Особую актуальность использование компенсирующих устройств приобретает при бесканальной прокладке: на трубу действует давление грунта, а также сила трения.
Одним из вариантов компенсации является т.н. самокомпенсация, реализуемая либо за счет специального конфигурирования теплотрассы, либо путем использования компенсирующих элементов, к числу которых относятся и Z-образные элементы в изоляции ППУ. Также данные изделия используются в местах перехода теплотрассы из
подземной в надземную часть. В этом случае используются изделия в стальной (ОЦ) оболочке.
Среди достоинств Z-образных элементов - простота изготовления и монтажа, невысокая стоимость (например, по сравнению сильфонными компенсаторами), высокая надежность и длительный срок полезного использования.
Недостатки Z-образных, а также аналогичных компенсаторов (прежде всего, П- и L-образных) – значительные габаритные размеры и вес, что приводит к необходимости дополнительного объема земляных работ и использования опорных конструкций. Кроме того, применение Z-образных элементов увеличивает общее гидравлическое сопротивление и уменьшает пропускную способность теплосети.
